SI-TM818薄膜沉積控制儀
所屬分類:
石英晶體膜厚儀
關(guān)鍵詞: SI-TM818薄膜沉積控制儀
產(chǎn)品描述
產(chǎn)品特點(diǎn):
本機(jī)采用我公司專有的高速高精度頻率測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、高超的軟件編程技術(shù)及精湛的設(shè)計(jì)、加工與裝調(diào)水平開發(fā)與制造。引入模塊化設(shè)計(jì)理念,整機(jī)實(shí)現(xiàn)模塊組合,可為您提供最優(yōu)化的和最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。本產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于光學(xué)鍍膜機(jī)、OLED 生產(chǎn)線、半導(dǎo)體 IC生產(chǎn)線及其它高精準(zhǔn)膜層厚度控制的鍍膜機(jī)。整機(jī)如下特點(diǎn):
● 高速高精度測(cè)量。采用本公司特有的頻率測(cè)量技術(shù),頻率測(cè)量分辨率為 0.002Hz(6MHz),測(cè)量速度為 10 次/S。
● 高穩(wěn)定度鍍膜速率控制。本機(jī)根據(jù)測(cè)量出的高精度的鍍膜速率與設(shè)定速率,通過PID運(yùn)算得出輸出功率數(shù)據(jù),對(duì)鍍膜源輸出功率進(jìn)行精準(zhǔn)控制,實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度的鍍膜速率控制。
● PID自整定功能。通過本機(jī)內(nèi)置的PID自整定功能,精確測(cè)算PID運(yùn)行參數(shù)為實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度的鍍膜速率控制提供保障。
● 分段預(yù)熱控制。在鍍膜之前對(duì)鍍膜材料進(jìn)行分段預(yù)熱和勻熱。對(duì)材料進(jìn)行除氣和除雜,從而對(duì)也為實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度的鍍膜速率控制提供保障。
● 終止膜厚控制。控制儀通過對(duì)樣品膜層厚度與設(shè)定厚度進(jìn)行比較,來控制樣品擋板或鍍膜源擋板,實(shí)現(xiàn)終止膜厚控制。
● 擋板控制。控制儀可以對(duì)所連接的樣品擋板、鍍膜源擋板及探頭擋板實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)的開關(guān)控制。
● 電子槍坩堝控制。本控制儀可通過輸入、輸出開關(guān)量接口對(duì)所連接的不同電子槍坩堝進(jìn)行選擇操作。
● 可編程自動(dòng)化控制。通過本控制儀可對(duì)鍍膜的整個(gè)過程進(jìn)行程序編輯,以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)鍍膜。
● 支持多種探頭。本控制儀可以連接雙晶片探頭、多晶片探頭以及帶擋板的探頭,并對(duì)相應(yīng)探頭實(shí)現(xiàn)控制。
● 支持多種鍍膜源。本控制儀可連接,電子槍、蒸發(fā)鍍膜源、磁控濺射靶和多弧源等鍍膜源,并對(duì)其實(shí)現(xiàn)控制與操作。
● 模塊式結(jié)構(gòu)。本控制儀中測(cè)量板、模擬量輸出板、開關(guān)關(guān)量輸出板、主控制器等實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì),根據(jù)具體情況可以進(jìn)行任意組合或增減。甚至測(cè)量模塊可以實(shí)現(xiàn)高精度與普通精度模塊的混裝。
● 圖形化界面、觸屏操作。本控制儀全部采用圖形化界面,觸屏操作。具有操作便捷、顯示直觀易懂等特點(diǎn),并可提供在線幫助。
1 產(chǎn)品規(guī)格
1.1 測(cè)量模塊
| 項(xiàng)目 | 普通精度測(cè)量板 | 高精度測(cè)量板 | 說明 |
| 測(cè)量板輸入通道 | 每塊測(cè)量板兩個(gè)測(cè)量通道,獨(dú)立運(yùn)行控制 | 每臺(tái)控制儀最多可安裝 4 塊測(cè)量板,并可根據(jù)需要普通與高精度板混裝。 | |
| 頻率測(cè)量分辨率 | 0.03Hz | 0.002Hz | 當(dāng)測(cè)量頻率為 6MHz |
| 頻率穩(wěn)定度 | ±0.1Hz | ±0.01Hz | |
| 頻率更新速度 | 10 次/S | 單次測(cè)量時(shí)間為 100mS | |
| 頻率測(cè)量采樣時(shí)間 | 0.1~10S | ||
| 膜厚測(cè)量分辨率 | 0.1? | 0.01? | 鍍膜材料:“鋁” |
| 速率分辨率 | 0.1?/S | 0.01?/S | |
| 膜厚測(cè)量精度 | <0.5% | <0.2% | 水冷探頭,水溫變化<±1℃ |
| 探頭類型 | 單晶片、雙晶片和多晶片 | 可選配擋板 | |
| 晶片初始頻率 | 6MHz | 直徑 14mm | |
1.2 模擬量輸出模塊
輸出通道數(shù)量: 8
輸出電平標(biāo)準(zhǔn): 0~10V 或 0~5V
輸出分辨率: 10mV
穩(wěn)定度: ±20mV
線性度: ±50mV
最大輸出電流: 5mA
1.3 開關(guān)量輸入輸出模塊
1.3.1 開關(guān)量輸入口:
輸入口數(shù)量: 12CH
輸入電壓標(biāo)準(zhǔn): DC24V(4mA)
允許輸入范圍: 20.4~28.8V(紋波<5%)
輸入阻抗: 約 5.6KΩ
響應(yīng)時(shí)間: 20mS
1.3.2 開關(guān)量輸出口:
輸出口數(shù)量: 16CH
輸出類型: 繼電器觸點(diǎn)輸出:8CH; 晶體管集電極開路輸出:8CH
額定負(fù)載: DC12、24V(0.5A)
負(fù)載電壓范圍:10.2~26.4V
關(guān)斷漏電流: <0.1mA
響應(yīng)時(shí)間: <1mS(阻性負(fù)載)
1.4 鍍膜工藝程序編輯
程序數(shù)量: 50(控制儀中可編輯 50 個(gè)程序,可選擇運(yùn)行)
程序內(nèi)鍍膜層數(shù): <=128 層
程序內(nèi)可設(shè)置循環(huán)次數(shù):<60000 次
預(yù)置膜層數(shù)量: 50
1.5 顯示與操作
顯示器規(guī)格: 7 英寸 TFT 真彩液晶顯示屏
操作方式: 電容式觸摸屏
遠(yuǎn)程控制方式: RS485 通訊接口
1.6 其它參數(shù)
供電電壓: AC220V
消耗功率: <50W
機(jī)箱尺寸: 365x160x160mm
存儲(chǔ)溫度: -20~50℃
使用溫度: 5~35℃
環(huán)境溫度: <80%(相對(duì)溫度)不結(jié)露
海拔高度: 0~2000m
2 工作原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 硬件結(jié)構(gòu)圖
本沉積控制儀內(nèi)部硬件由 1~4 塊測(cè)量PCB、控制 PCB、7 英寸彩色顯示器和供電電源組成。
測(cè)量 PCB:通過振蕩器連接傳感器探頭,用于測(cè)量晶片的振蕩頻率,通過頻率的變化量計(jì)算沉積速率和厚度。為控制 PCB 提供測(cè)量數(shù)據(jù)。本機(jī)最多可插入 4 塊測(cè)量 PCB,連接8 個(gè)傳感器探頭。
控制 PCB:通過數(shù)據(jù)總線讀取測(cè)量 PCB數(shù)據(jù),通過計(jì)算處理對(duì)相應(yīng)鍍膜源進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)沉積控制功能。本控制儀可同時(shí)實(shí)現(xiàn)六個(gè)鍍膜源的沉積控制。
顯示器:本機(jī)顯示器具有觸摸操作功能,本機(jī)的所有操作均可通過此顯示器進(jìn)行操作和設(shè)置。
供電電源:為本機(jī)其它部件供電。

2.2 工作原理
2.2.1 系統(tǒng)原理框圖
如下圖所示,本控制儀由測(cè)量及探頭控制模塊、探頭選擇與控制切換模塊、主鍍膜控制器控制模塊、共蒸鍍膜控制器控制模塊、鍍膜源選擇控制切換模塊和工藝沉積源控制模塊等組成。具體功能由以后章節(jié)分別介紹。

2.2.2 膜厚及鍍膜速率測(cè)量原理
如圖所示,石英晶體與振蕩器構(gòu)成一諧振回路,產(chǎn)生一穩(wěn)定的振蕩信號(hào)。新晶片的振蕩頻率為 6MHz,當(dāng)晶片上被鍍膜后,由于晶片重量增加其諧振頻率將會(huì)降低,此頻率變化由頻率計(jì)進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)頻率變化率與材料密度和材料聲阻等參數(shù)計(jì)算出膜厚值。最后由單位時(shí)間內(nèi)膜厚變化量計(jì)算出鍍膜速率。
膜厚儀上電后,頻率計(jì)啟動(dòng)測(cè)量當(dāng)前頻率。當(dāng)'啟??刂?#39;有效時(shí)對(duì)頻率變化量進(jìn)行計(jì)算,并計(jì)算膜厚值和膜厚速率。當(dāng)'清零控制'有效時(shí),對(duì)當(dāng)前膜厚清零。
當(dāng)測(cè)量模塊選用高精度測(cè)量板時(shí),由于此測(cè)量板采用恒溫晶體基準(zhǔn)源,所以在開機(jī)后要有大約 3~5 分鐘的預(yù)熱時(shí)間。

2.2.3 功率/速率沉積工作原理
2.2.3.1 功率/速率沉積控制原理

2.2.4 終止膜厚控制原理

如上圖所示,在鍍膜過程中將源膜厚值與終止膜厚值進(jìn)行比較,當(dāng)源膜厚測(cè)量值大于等于終止厚度時(shí),自動(dòng)關(guān)閉樣品擋板、關(guān)閉樣品旋轉(zhuǎn)并關(guān)閉膜厚源功率輸出。
在功率沉積和速率沉積方式下,如果終止膜厚設(shè)置為0,則關(guān)閉終止膜厚控制功能。
2.2.5 單層沉積方式

2.2.6 工藝控制多層鍍膜

如上圖所示,"工藝沉積控制器"讀取沉積工藝表中的層設(shè)置數(shù)據(jù),根據(jù)層設(shè)置中的主鍍膜源和共蒸鍍膜源的預(yù)置膜層號(hào),從"預(yù)置膜層表"中讀取沉積參數(shù)寫入相應(yīng)的"鍍膜源控制器",然后啟動(dòng)相關(guān)鍍膜的單層鍍膜功能,"鍍膜源控制器"根據(jù)寫入的參數(shù)完成相關(guān)源的單層沉積鍍膜,當(dāng)所有啟動(dòng)的鍍膜源完成單層沉積后,"工藝沉積控制器"讀取下一層的設(shè)置數(shù)據(jù),再將相關(guān)的沉積參數(shù)寫入"鍍膜源控制器"后啟動(dòng)單層鍍膜。此過程反復(fù)進(jìn)行,直到完成沉積工藝中的全部膜層后,結(jié)束當(dāng)前沉積工藝的運(yùn)行。
2.2.6.1 程序運(yùn)行流程圖

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